Leve e momenti - Giuseppe Giacomuzzi

QUESITI E PROBLEMI
L’equilibrio sul piano inclinato
1 Un carrello si trova su un piano inclinato lungo 40 cm e alto 10 cm. È mantenuto in equilibrio da
una forza di 20 N che agisce lungo il piano (l’attrito è trascurabile).
• Rappresenta la situazione con un disegno.
• Quante forze agiscono sul carrello?
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• Quanto vale la componente del peso parallela al piano?
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• Calcola il peso del carrello.
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• Quanto vale la reazione vincolare del piano?
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• Raddoppiando il peso del carrello, raddoppia anche il valore della forza equilibrante?
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Il momento di una forza
2 Per aprire una porta occorre esercitare una forza di 15 N sulla maniglia che si trova a 75 cm dai
cardini. La forza è perpendicolare alla porta.
• Determina il momento della forza applicata.
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• Se la forza è applicata a 50 cm dai cardini, quale forza occorre per aprire la porta?
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• Se la forza viene applicata in direzione parallela alla porta, quanto vale il momento?
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• È possibile in questo caso aprire la porta?
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L’equilibrio di un’asta
3 Un’asta omogenea, lunga 1,6 m, è vincolata nel centro. Nell’estremo di destra A è applicata una
forza verticale F1 = 80 N, a 30 cm dall’estremo di sinistra B è applicata una forza verticale
F2 = 50 N.
• Rappresenta la situazione con un disegno.
• Qual è il momento della forza peso?
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• Calcola i momenti delle due forze.
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• L’asta è in equilibrio o ruota?
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Le leve
4 Su una carriola di massa 25 kg sono posti 50 kg di cemento. Si suppone che tutto il peso sia
concentrato a 50 cm dal centro della ruota e che i manici della carriola distino 1,5 m dal centro
della ruota.
• Calcola la forza necessaria per alzare la carriola ed esprimila nelle unità del SI.
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• Qual è il guadagno della macchina?
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• Quanto cemento si riesce a trasportare se la forza massima che si può esercitare è di 500 N?
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TEST A SCELTA MULTIPLA
1 Su un corpo di peso 10 N, posto su un piano orizzontale è applicata una forza di 5 N parallela al
piano, ma il corpo non si muove perché c’è attrito. Quanto vale la forza di attrito statico?
A 10 N
B 5N
C 15 N
D non ci sono elementi sufficienti per rispondere
2 Due forze di intensità pari a 5 N hanno lo stesso punto di applicazione. Se la loro risultante vale
7,07 N, quanto vale l’angolo fra le due forze?
A 60°
B 30°
C 120°
D 90°
3 Due forze di intensità F1 = 80 N e F2 = 60 N sono applicate nello stesso punto e formano un
angolo di 180°. Quanto vale il modulo della forza risultante?
A 140 N
B 100 N
C 20 N
D non si può calcolare
4 Per rompere una noce si adopera uno schiaccianoci esercitando una forza di 30 N. La forza
agisce a una distanza di 15 cm dal fulcro. Quanto vale il momento?
A 0Nm
B 450 N  m
C 2Nm
D 4,5 N  m
5 Considera due bottiglie di plastica uguali, una vuota e l’altra piena, poggiate sullo stesso tavolo.
Quale delle due è più stabile?
A quella vuota, perché ha il baricentro più basso
B quella piena perché ha il baricentro più in alto
C la stabilità è identica, perché le bottiglie sono uguali
D non ci sono elementi sufficienti per rispondere
6 Una coppia di forze è formata da due forze di intensità 20 N. Le rette di applicazione delle forze
distano 30 cm. Quale delle seguenti coppie può equilibrarla?
A due forze di intensità 30 N e braccio della coppia uguale a 10 cm
B due forze di intensità 30 N e braccio della coppia uguale a 20 cm
C due forze di intensità 15 N e braccio della coppia uguale a 20 cm
D una qualunque coppia che abbia momento uguale a 60 N  m
7
A
B
C
D
Dove è situato il fulcro del remo di una barca?
nel punto d’appoggio sullo scafo della barca
nel punto in cui si immerge nell’acqua
nel punto in cui viene impugnato
nel punto di mezzo
8 In una leva di primo genere, una forza resistente di 600 N applicata a una distanza di 30 cm dal
fulcro equilibra una forza motrice di 400 N. Quanto vale il braccio della forza motrice?
A 45 m
B 20 cm
C 80 m
D 45 cm
9
A
B
C
D
Un corpo non ruota quando:
la somma delle forze applicate è nulla
la risultante delle forze applicate è diversa da zero
la somma dei momenti delle forze applicate è nulla
non ha un moto di traslazione
10 Al disco della figura sono applicate tre forze. Quale delle tre ha il momento uguale a zero?
A
B
C
D
F1
F2
F3
nessuna delle tre